影像匹配中的若干基本问题研究

影像匹配算法的有效性依赖于对一些共同的基本问题的解决,即选择正确的匹配基元,寻找基元间的本质属性,制定相应的匹配准则（约束条件）,采用合理的匹配策略,设计良好的算法结构等等。首先分析了3种常用匹配基元的特点并提出匹配基元的选取依据,接着归纳出了5种常用的匹配准则,对分层匹配、全局搜索等4种匹配策略进行了讨论,最后设计了一种3个阶段、9个步骤的影像匹配算法结构。实验结果表明：匹配效果良好,对这些基本问题的研究有利于建立通用的影像算法模型,设计更高效的影像匹配算法。     

影像匹配中的若干基本问题研究

影像匹配算法的有效性依赖于对一些共同的基本问题的解决,即选择正确的匹配基元,寻找基元间的本质属性,制定相应的匹配准则(约束条件),采用合理的匹配策略,设计良好的算法结构等等.首先分析了3种常用匹配基元的特点并提出匹配基元的选取依据,接着归纳出了5种常用的匹配准则,对分层匹配、全局搜索等4种匹配策略进行了讨论,最后设计了一种3个阶段、9个步骤的影像匹配算法结构.实验结果表明:匹配效果良好,对这些基本问题的研究有利于建立通用的影像算法模型,设计更高效的影像匹配算法.     

立体视觉匹配技术

立体视觉匹配技术是计算机视觉领域中最为关键的研究分支。根据匹配基元的不同,立体视觉匹配算法分为区域匹配、特征匹配和相位匹配三大类。其中,相位匹配是近二十年才逐步发展起来的一类匹配算法。以往关于立体匹配算法的综述文章对相位匹配这类新型算法几乎没有系统的阐述,而且很少从算法设计的角度分析和比较现有的立体视觉匹配技术。该文将算法设计过程分成三个步骤,在各个步骤中采用由个性至共性的分析手段,对三类立体视觉匹配算法进行了详细的评述,包括它们的理论依据、基本特性和改进策略的分析和比较,表明各类匹配算法的设计具有自身的发展特性。另一方面,“不适定”视觉问题普遍存在于各类匹配算法中,因此它们对算法设计的优化又存在着许多共性。文章通过由点至面的分析过程,旨在为算法设计者从综合思考的角度去优化算法提供技术借鉴,包括匹配基元自身缺陷的克服和普遍存在的不适定视觉问题的解决。此外,算法的完善和更佳算法模型的推出还依赖于科学的算法评价手段,文中根据不同用途对算法评价方法进行了分类,使算法性能的评估有了科学的指导方法。     

模式匹配问题的进一步研究

本文给出了四种模式匹配方式的严格定义，讨论了它们之间的关系，给出了适用于中西文混合串的新的匹配算法，并对各种匹配方式的典型匹配算法进行了回顾。通过本文所做工作，使得模式匹配问题的研究更加全面完善。     

计算机视觉中图匹配研究进展: 从二图匹配迈向多图匹配

图匹配试图求解二图或多图之间节点的对应关系.在图像图形领域,图匹配是一个历久弥新的基础性问题.从优化的角度来看,图匹配问题是一个组合优化问题,且在一般情形下具有非确定性多项式复杂程度(non-deter-ministic polynomial, NP)难度的性质.在过去数十年间,出现了大量求解二图匹配的近似算法,并在各个领域得到了较为广泛的应用.然而,受限于优化问题本身的理论困难和实际应用中数据质量的种种限制,各二图匹配算法在匹配精度上的性能日益趋近饱和.相比之下,由于引入了更多信息且往往更符合实际问题的设定,多图的协同匹配则逐渐成为了一个新兴且重要的研究方向.本文首先介绍了经典的二图匹配方法,随后着重介绍近年来多图匹配方法的最新进展和相关工作.最后,本文讨论了图匹配未来的发展.     

几类特殊图的匹配可扩性

如果图G的每一个偶匹配都可以扩充为G的一个完美匹配，则称图G是偶匹配可扩的。论文主要刻画了图Cm×Pn、Pm×Pn和双轮图的匹配可扩性，从而为研究这些图的可扩性奠定了基础。     

多边匹配决策模型及其帕累托有效解

由多层次、多阶段、多时期的复杂匹配引申出多主体之间的协调匹配问题,在给出不同类幂集、满意度汇集算子的基础上,从多边匹配映射角度对稳定的匹配组进行分析,论证稳定匹配方案的合理性、全面性和公平性,继而给出帕累托最优匹配方案和帕累托有效匹配方案,同时建立一个包括初步匹配、替换匹配、交换匹配三个过程的多边匹配算法,形成多边匹配问题的满意解。计算实例和应用分析表明,该方法能够获得帕累托有效匹配方案,并可应用到不同组成部分之间的多边匹配上,为此类问题提供了匹配模型和解决方案。     

一种基于人工免疫的本体匹配算法

针对目前本体匹配算法存在运行效率低和匹配准确度不高等问题,提出一种基于人工免疫的动态本体匹配算法,用来快速地从现有本体中筛选出用户所需的子本体。该算法根据用户行为信息构建抗原本体模型,利用情景匹配确定其领域上下文环境,然后通过结构匹配获得匹配度最高的本体,最后对本体执行语义匹配得到最终需要的子本体。实验表明,该算法提高了本体匹配的准确度和效率。     

基于模板匹配的目标跟踪算法在红外热成像跟踪技术上的应用

介绍一种优化的快速模板匹配算法,可实现目标实时提取、识别和跟踪,并成功应用于红外热成像跟踪技术的研究,解决了复杂背景条件下目标跟踪稳定度差的技术难点。该算法用Vi-sualC++编写,可方便地移植到其它操作平台或嵌入式系统。     

一种改进的Wu-Manber多关键词匹配算法

文章提出了一种改进的Wu—Manber多关键词匹配算法。Wu—Manber算法是在Boyer-Moore单关键词匹配算法基础上派生的多关键词匹配算法。文中对这两种算法进行了比较分析，提出了对Wu—Manber算法的两点改进方法：精确的不良字符转移和弱化良好后缀转移。对原始的Wu-Manber算法和改进的算法进行对比实验，改进算法在处理大规模数据时比Wu-Manber算法的所用时间减少了8～15％。     

物联网智能信息桥的设计与实现

物联网智能信息桥是一种在物联网中实现联网设备之间信息兼容与匹配的桥接设备,主要具备设备互联、接口匹配、信息打包转换等功能,其中接口匹配包括接口速率匹配、接口协议匹配及接口校验匹配等功能.目前可接入的物联网络设备没有统一的标准.通过对物联网信息桥的分析和研究,设计实现了一款物联网智能信息桥（简称IBOI）用于实现各种设备的互联互通,IBOI成本低、功能强,在江苏省级和苏州市级等项目的使用中取得了良好的效果.     

二部图所有极大匹配的求解算法

二部图是一种十分重要的数据结构。在对二部图及匹配的概念进行了阐述后。给出了求二部图所有极大匹配的算法。该算法也可用于求二部图的所有最大匹配和完全匹配。用C语言程序验证了此算法的有效性。     

基于像素字符串比较的图像快速匹配算法

在分析传统的模板匹配算法的基础上提出了一种新的基于字符串匹配的快速匹配算法。算法的思路是在模板图像上任意确定一列像素，并将这一列像素的灰度值看成是一个字符串，以此对原图像的每一列进行字符串匹配。如果在原图像上的某一列上找到了完全匹配的串，或者找到最大匹配的串，就找到了所要匹配的模板在图像中的可能位置。然后在所有找到的位置上再做进一步的字符串匹配。如此继续就可以确定模板图像在待匹配图像上的位置。算法在统计意义上保证了匹配效果，且提高了匹配速度。实验结果表明该算法是一种有效的图像匹配算法。     

一种基于RDF图的本体匹配方法

本体匹配是建立两个本体之间映射关系的过程,一个高效、严格的相似度计算方法是本体匹配的前提条件,为此提出了一种基于RDF图匹配的方法。该方法用RDF图表示本体,使本体间的匹配问题转化为RDF图的匹配问题,并利用匹配树表示匹配的状态,通过匹配树计算出两个本体中各实体之间的相似度,进而得到两个本体之间的映射关系。实验结果表明,该方法在查全率和查准率方面都有很好的表现。     

井下地磁定位的匹配算法分析和优

针对井下自主导航系统的地磁匹配问题,对比分析了COR、NCOR、MAD、MSD匹配算法的优缺点及其适用范围。在井下巷道研究区地磁数据适配性评价基础上,开展了COR、NCOR、MAD、MSD算法的匹配仿真实验和算法优化,研究井下地磁定位匹配算法优劣和抗噪性能,为井下地磁定位导航提供研究基础。结果表明：四种方法在地磁匹配试验中均出现不同程度虚定位,从抗噪性能、匹配精度和速度综合对比,MSD算法最符合井下地磁匹配需要;对相邻点位的磁总场做差运算后再进行MSD匹配,可以有效减小时域磁扰动以及环境磁扰动对匹配精度的影响,鲁棒性明显提高。     

基于仿真模板和SuperGlue的舰船匹配检测

舰船检测在各个领域都有广泛的应用价值。针对经典模板匹配算法在模板与实际场景图像存在灰度偏差和角度偏差时检测准确度受限的问题，提出一种基于仿真模板特征匹配的舰船目标检测方法。基于目标的先验三维数字模型仿真生成目标模板，以适应实际场景的多角度变化；采用基于SuperGlue算法的目标匹配方法，并定义良好匹配的判别表达式；同时为提高姿态角的准确性，采用基于姿态角邻域采样的由粗粒度到细粒度的姿态角调整策略，进而确保好的匹配效果。多组不同观测角度下的匹配实验结果的mIoU达到0.76,目标整体检测准确性较好，相较采用固定正射模板匹配的方式，其准确性和稳定性更佳。     

图像匹配方法研究综述

目的 图像匹配作为计算机视觉的核心任务,是后续高级图像处理的关键,如目标识别、图像拼接、3维重建、视觉定位、场景深度计算等。本文从局部不变特征点、直线、区域匹配3个方面对图像匹配方法予以综述。方法 局部不变特征点匹配在图像匹配领域发展中最早出现,对这类方法中经典的算法本文仅予以简述,对于近年来新出现的方法予以重点介绍,尤其是基于深度学习的匹配方法,包括时间不变特征检测器（TILDE）、Quad-networks、深度卷积特征点描述符（DeepDesc）、基于学习的不变特征变换（LIFT）等。由于外点剔除类方法常用于提高局部不变点特征匹配的准确率,因此也对这类方法予以介绍,包括用于全局运动建模的双边函数（BF）、基于网格的运动统计（GMS）、向量场一致性估计（VFC）等。与局部不变特征点相比,线包含更多场景和对象的结构信息,更适用于具有重复纹理信息的像对匹配中,线匹配的研究需要克服包括端点位置不准确、线段外观不明显、线段碎片等问题,解决这类问题的方法有线带描述符（LBD）、基于上下文和表面的线匹配（CA）、基于点对应的线匹配（LP）、共面线点投影不变量法等,本文从问题解决过程的角度对这类方法予以介绍。区域匹配从区域特征提取与匹配、模板匹配两个角度对这类算法予以介绍,典型的区域特征提取与匹配方法包括最大稳定极值区域（MSER）、基于树的莫尔斯区域（TBMR）,模板匹配包括快速仿射模板匹配（FAsT-Match）、彩色图像的快速仿射模板匹配（CFAST-Match）、具有变形和多样性的相似性度量（DDIS）、遮挡感知模板匹配（OATM）,以及深度学习类的方法MatchNet、L2-Net、PN-Net、DeepCD等。结果 本文从局部不变特征点、直线、区域3个方面对图像匹配方法进行总结对比,包括特征匹配方法中影响因素的比较、基于深度学习类匹配方法的比较等,给出这类方法对应的论文及代码下载地址,并对未来的研究方向予以展望。结论 图像匹配是计算机视觉领域后续高级处理的基础,目前在宽基线匹配、实时匹配方面仍需进一步深入研究。     

基于像素字符串比较的图像快速匹配算法

在分析传统的模板匹配算法的基础上提出了一种新的基于字符串匹配的快速匹配算法.算法的思路是在模板图像上任意确定一列像素,并将这一列像素的灰度值看成是一个字符串,以此对原图像的每一列进行字符串匹配.如果在原图像上的某一列上找到了完全匹配的串,或者找到最大匹配的串,就找到了所要匹配的模板在图像中的可能位置.然后在所有找到的位置上再做进一步的字符串匹配.如此继续就可以确定模板图像在待匹配图像上的位置.算法在统计意义上保证了匹配效果,且提高了匹配速度.实验结果表明该算法是一种有效的图像匹配算法.     

一种基于自适应遗传搜索策略的地磁匹配算法研究

针对如何进行精确地磁匹配定位问题,提出一种基于自适应遗传搜索策略的地磁匹配算法。首先选择地磁异常场作为匹配特征量;然后从染色体编码、适应度函数以及遗传操作3个方面对自适应遗传算法进行阐述,给出基于自适应遗传搜索策略的地磁匹配算法流程;最后通过仿真分析白噪声、种群大小以及进化代数对地磁匹配结果的影响。研究结果表明:当地磁测量信号含有白噪声时,定位精度可以控制在一个网格(100 m×100 m)内;当种群大小达到70和进化代数达到200代时,定位误差和匹配概率趋于稳定;该算法在定位精度和匹配概率上比传统地磁匹配算法有所提高,并且随着噪声的增加这种优势愈发明显。     

基于数据模型演化过程中模式匹配算法研究

论文对国内外关于模式匹配的研究进行综合分析,主要从模式匹配的角度对复杂模式匹配过程进行了研究,并着重对结构化的模式匹配进行了研究,对结构相似度和语言相似度进行综合;在语言匹配的基础上,对结构匹配进行分类匹配,采用自顶向下分别从非叶子节点和叶子节点进行模式匹配,非叶子节点匹配结果对叶子节点匹配结果有传递指导作用.该方法是一种利用元素间的结构信息来辅助模式匹配的新方法.最终达到提高模式匹配结果准确率的目的.